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1、基本概念

我們生活在一個物質的世界中。世間所有的物質都包含了化學和物理特性，我們是通過對物質的表觀性質來了解和表述物質的自有特性和運動特性。這些表觀性質就是我們常說的質量、溫度、速度、壓力、電壓、電流等用數(shù)學語言表述的物理量，在自控領域稱為工程量。這種表述的優(yōu)點是直觀、容易理解。在電動傳感技術出現(xiàn)之前，傳統(tǒng)的檢測儀器可以直接顯示被測量的物理量，其中也包括機械式的電動儀表。

2、標準信號

在電動傳感器時代，*控制成為可能，這就需要檢測信號的遠距離傳送。但是紛繁復雜的物理量信號直接傳送會大大降低儀表的適用性。而且大多傳感器屬于弱信號型，遠距離傳送很容易出現(xiàn)衰減、干擾的問題。因此才出現(xiàn)了二次變送器和標準的電傳送信號。二次變送器的作用就是將傳感器的信號放大成為符合工業(yè)傳輸標準的電信號，如0－5V、0－10V或4－20mA（其中用得多的是4－20mA）。而變送器通過對放大器電路的零點遷移以及增益調(diào)整，可以將標準信號準確的對應于物理量的被檢測范圍，如0－100℃或-10－100℃等等。這是用硬件電路對物理量進行數(shù)學變換。*控制室的儀表將這些電信號驅動機械式的電壓表、電流表就能顯示被測的物理量。對于不同的量程范圍，只要更換指針后面的刻度盤就可以了。更換刻度盤不會影響儀表的根本性質，這就給儀表的標準化、通用性和規(guī)?；a(chǎn)帶來的*的好處。

3、數(shù)字化儀表

到了數(shù)字化時代，指針式顯示表變成了更直觀、更精確的數(shù)字顯示方式。在數(shù)字化儀表中，這種顯示方式實際上是用純數(shù)學的方式對標準信號進行逆變換，成為大家習慣的物理量表達方式。這種變換就是依靠軟件做數(shù)學運算。這些運算可能是線性方程，也可能是非線性方程，現(xiàn)在的電腦對這些運算是易如反掌。

4、信號變換中的數(shù)學問題

信號的變換需要經(jīng)過以下過程：物理量－傳感器信號－標準電信號－A/D轉換－數(shù)值顯示。

聲明：為簡單起見，我們在此討論的是線性的信號變換。同時略過傳感器的信號變換過程。

假定物理量為A，范圍即為A0－Am，實時物理量為X；標準電信號是B0－Bm，實時電信號為Y；A/D轉換數(shù)值為C0-Cm，實時數(shù)值為Z。

如此，B0對應于A0，Bm對應于Am，Y對應于X，及Y=f(X)。由于是線性關系，得出方程式為Y=(Bm-B0)*(X-A0)/(Am-A0)+B0。又由于是線性關系，經(jīng)過A/D轉換后的數(shù)學方程Z=f(X)可以表示為Z=(Cm-C0)*(X-A0)/(Am-A0)+C0。那么就很容易得出逆變換的數(shù)學方程為X=(Am-A0)*(Z-C0)/(Cm-C0)+A0。方程中計算出來的X就可以在顯示器上直接表達為被檢測的物理量。

5、plc中逆變換的計算方法

以S7-200和4－20mA為例，經(jīng)A/D轉換后，我們得到的數(shù)值是6400－32000，及C0=6400，Cm=32000。于是，X=(Am-A0)*(Z-6400)/(32000-6400)+A0。

例如某溫度傳感器和變送器檢測的是-10－60℃，用上述的方程表達為X=70*(Z-6400)/25600-10。經(jīng)過PLC的數(shù)學運算指令計算后，hmi可以從結果寄存器中讀取并直接顯示為工程量。

用同樣的原理，我們可以在HMI上輸入工程量，然后由軟件轉換成控制系統(tǒng)使用的標準化數(shù)值。

在S7-200中，(Z-6400)/25600的計算結果是非常重要的數(shù)值。這是一個0－1.0（100％）的實數(shù)，可以直接送到PID指令（不是指令向導）的檢測值輸入端。PID指令輸出的也是0－1.0的實數(shù)，通過前面的計算式的反計算，可以轉換成6400－32000，送到D/A端口變成4－20mA輸出。

plc控制系統(tǒng)設計原則是什么？

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任何一種控制系統(tǒng)都是為了實現(xiàn)被控對象的工藝要求，以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質量。因此，在設計PLC控制系統(tǒng)時，應遵循以下基本原則：

1. 大限度地滿足被控對象的控制要求

充分發(fā)揮PLC的功能，大限度地滿足被控對象的控制要求，是設計PLC控制系統(tǒng)的首要前提，這也是設計中重要的一條原則。這就要求設計人員在設計前就要深入現(xiàn)場進行調(diào)查研究，收集控制現(xiàn)場的資料，收集相關*的國內(nèi)、國外資料。同時要注意和現(xiàn)場的工程管理人員、工程技術人員、現(xiàn)場操作人員緊密配合，擬定控制方案，共同解決設計中的重點問題和疑難問題。

2. 保證PLC控制系統(tǒng)安全可靠

保證PLC控制系統(tǒng)能夠*安全、可靠、穩(wěn)定運行，是設計控制系統(tǒng)的重要原則。這就要求設計者在系統(tǒng)設計、元器件選擇、軟件編程上要全面考慮，以確?？刂葡到y(tǒng)安全可靠。例如：應該保證PLC程序不僅在正常條件下運行，而且在非正常情況下（如突然掉電再上電、按鈕按錯等），也能正常工作。

3. 力求簡單、經(jīng)濟、使用及維修方便

一個新的控制工程固然能提高產(chǎn)品的質量和數(shù)量，帶來巨大的經(jīng)濟效益和社會效益，但新工程的投入、技術的培訓、設備的維護也將導致運行資金的增加。因此，在滿足控制要求的前提下，一方面要注意不斷地擴大工程的效益，另一方面也要注意不斷地降低工程的成本。這就要求設計者不僅應該使控制系統(tǒng)簡單、經(jīng)濟，而且要使控制系統(tǒng)的使用和維護方便、成本低，不宜盲目追求自動化和高指標。

4. 適應發(fā)展的需要

由于技術的不斷發(fā)展，控制系統(tǒng)的要求也將會不斷地提高，設計時要適當考慮到今后控制系統(tǒng)發(fā)展和完善的需要。這就要求在選擇PLC、輸入/輸出模塊、I/O點數(shù)和內(nèi)存容量時，要適當留有裕量，以滿足今后生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進。

 如果程序中某些定時器或計數(shù)器的設定值過大，為了縮短調(diào)試時間，可以在調(diào)試時將它們減小，模擬調(diào)試結束后再寫入它們的實際設定值。在設計和模擬調(diào)試程序的同時，可以設計、制作控制臺或控制柜，PLC之外的其他硬件的安裝、接線工作也可以同時進行。
西門子變頻器常見故障分析及處理（一）
　　為了對變頻器的好壞作一個初步的判斷，我們可以先對它做一個靜態(tài)測試，主要是對直流中間電路和igbt的檢測，用萬用表檢測其內(nèi)部是否燒斷、中間濾波電容的容量及是否擊穿、igbt的續(xù)流二極管是否損壞等。因為變頻器同一種報警可以由底板、cuvc板、通訊板共同造成，所以發(fā)現(xiàn)故障時不要盲目判斷，引起工作的繁瑣和時間的浪費。

　如果是電驅動產(chǎn)品，要在保證設備不會發(fā)生撞擊的前提下，讓執(zhí)行機構的驅動器得電，檢查執(zhí)行機構是否能夠運動。如果是液壓或氣動執(zhí)行機構，同樣在安全前提下手動使換向閥得電，從而控制執(zhí)行機構動作。在檢查輸出信號時，不論執(zhí)行機構的驅動方式是什么，一定要查看元件說明書，要知道并不是所有設備的執(zhí)行機構都可以通電測試，有時個別的輸出信號可能無法手動測試，在操作之前一定要慎重。

西門子內(nèi)存卡6ES7953-8LG20-0AA0選型 從時間調(diào)度上來說PLC的程序一般不能按事先設定的循環(huán)周期運行。PLC程序是從頭到尾執(zhí)行一次后又從頭開始執(zhí)行。（現(xiàn)在一些新型PLC有所改進，不過對任務周期的數(shù)量還是有限制）而DCS可以設定任務周期。
　　*的知識點：a、首先要熟悉S7-200PLC模擬量輸入、輸出模塊的硬件特性。西門子plc系列常有問題及解決辦法組態(tài)王和多臺西門子S7-300、400PLC通過dp協(xié)議通訊時，設備地址應如何定義。1）硬件連接：計算機中插入一塊CP5611（或CP5613)可實現(xiàn)將多個S7-300/400PLC連接在一條DP總線上。

　無論是輸入還是輸出裝置，當傳感器有信號或執(zhí)行機構的驅動裝置得電后，必須同時檢查PLC上的I/O模塊指示燈是否也點亮。很多設備中，輸入輸出信號是通過接線端子與PLC連接，有時接線端子的指示燈有信號，但PLC上相應的地址沒有信號，這可能是由于連接導線內(nèi)部斷路造成的，在設備排故時很容易忽略，這一點要特別注意。

西門子內(nèi)存卡6ES7953-8LG20-0AA0選型 　在測量輸入輸出信號后，要及時將測量的地址記錄下來，保證信號地址和說明書中一致。如有不同，再次進行測量核實，多次測量仍然不一致，可以設備廠家進行咨詢，保證編程時對各輸入輸出點做到充分確認。第三步：打開編程軟件，進行硬件配置，并將I/O地址寫在符號表中雖然不同PLC使用的編程軟件不同，但編程步驟大致一樣。。。
3.重故障具體都有哪些?
系統(tǒng)發(fā)生下列故障時,按照重故障處理，并在監(jiān)視器左上角顯示重故障類型：外部故障、變壓器過熱、柜溫過熱、單元故障、變頻器過流、高壓失電、接口板故障、控制器不通訊、接口板不通訊、電機過載、參數(shù)錯誤、主控板故障。單元故障包括：熔斷器故障、單元過熱、驅動故障、光纖故障、單元過壓。外部故障必須先解除高壓分斷(柜門按鈕或外部接點)狀態(tài)再系統(tǒng)復位，才能使系統(tǒng)恢復到正常狀態(tài);除外部故障以外的重故障發(fā)生后，直接系統(tǒng)復位即可使系統(tǒng)恢復到正常狀態(tài)，但在再次上電前一定要找出故障原因。單元故障發(fā)生后，只有再次上高壓電源方能檢測到單元狀態(tài)。若故障較難分析且無法確定能否二次上高壓時，請向廠商咨詢。注意：切忌在未查明故障原因前貿(mào)然二次上電，否則可能嚴重損壞變頻器!


　　2)DP協(xié)議設置：所有PLC必須設置的DPSlave站，CP5611(或CP5613)要求通過Simaticnet設置的DPmaster站；3)組態(tài)王中設備地址定義：選擇PLC/西門子/S7-200系列(DP)/Profibus-DP，設備地址固定為1.1(該地址與從站PLC的地址設置無關)。
　　C、開關、極限位置、安全保護和現(xiàn)場操作上的一些元件或設備故障，其原因可能是因為長期磨損，或長期不用而銹蝕老化。對于這類設備故障的處理主要體現(xiàn)在定期維護，使設備時刻處于完好狀態(tài)。對于限位開關尤其是重型設備上的限位開關除了定期檢修外，還要在設計的過程中加入多重的保護措施。